Development of efficient and resource circular anaerobic digestion using marine biomass

利用海洋生物质开发高效资源循环厌氧消化

• 批准号: 22K12448
• 负责人: 黒田 桂菜
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12448/
• 关键词: 海産バイオマス; メタン発酵; 発酵残渣; 微量金属; 牡蠣殻; 循環資源

大阪湾などの富栄養海域で大量発生する緑藻類アオサや漁網に混獲された市場価値の低い魚は，漁村地域で厄介者として扱われ，廃棄処分となっている。また，漁業系廃棄物であるカキ殻の再利用は，一部に留まっているのが現状である。本研究では，アオサや魚由来のメタン発酵残渣に豊富に含まれる鉄などの微量金属とカキ殻の主成分である炭酸カルシウムに着目し，長期にわたる連続メタン発酵実験を通して，メタン発酵槽への発酵残渣の返送およびカキ殻の添加がメタン発酵の高効率化に与えるメカニズムを明らかにし，未活用海産バイオマスを核とした高効率メタン発酵法を提案する。本研究の目的は，海産バイオマスを核としたメタン発酵の高効率化の有効性を明らかにし，実用化に向けた実験的知見を得ることである。そのため，海産バイオマス由来のメタン発酵残渣（固相）の返送およびカキ殻の添加がおよぼす発酵過程への影響について，メタンや有機酸の分析および微生物群集の解析を基に，発酵経路を詳しく調べる。さらに，漁村地域の廃棄バイオマス量を基に，長期的な連続メタン発酵実験を行い，運用条件の最適化を行う。2022年度は，先行研究のレビューを行うとともに，小型メタン発酵実験を通して，残渣返送およびカキ添加がメタン発酵に及ぼす影響を詳しく調べた。残渣返送に関しては，発酵試料や返送量による違いによる発酵特性を明らかにした。カキ添加に関しては，カキの形状および添加量の違いによる発酵特性を明らかにした。同時に，2023年度に予定している対象漁港の実地調査の前準備として，現段階での地産エネルギーの試算を行い，シナリオ作成に向けた簡易的な検証を行った。

绿藻Aosa和鱼类与捕鱼营养混合在一起，在大阪湾等富裕水域中大量捕捞，在渔村地区被视为麻烦，并已被处置。此外，目前仍在留下来的牡蛎壳的再利用。在这项研究中，通过长期连续的甲烷发酵实验在甲烷发酵罐中发酵，重点是富含铁发酵残基的铁金属，例如铁和牡蛎壳，以及富含鱼源的甲烷发酵的碳酸钙残留物的返回和牡蛎壳增加的机制将提高甲烷发酵的效率，并提出一种以未使用的海藻生物量为中心的高效甲烷发酵方法。这项研究的目的是阐明甲烷发酵高效的有效性，甲烷发酵是海藻生物量的核心，并获得实践知识以进行实际使用。因此，基于甲烷和有机酸的分析以及微生物的分析，对发酵途径进行了详细检查，该途径涉及返回源自海生物质（固相）的甲烷发酵残基（固相）的发酵过程的影响。并添加牡蛎壳。此外，根据渔村地区的生物量量进行长期连续的甲烷发酵实验，并进行了操作条件的优化。在2022财年，我们对预先研究进行了综述，并通过小型甲烷发酵实验进行了详细检查残留回报和牡蛎对甲烷发酵的影响。关于残留回报，揭示了由于发酵样品和返回量引起的发酵特征。关于牡蛎，由于牡蛎形状和添加剂量的差异而引起的发酵特征已阐明。同时，作为计划于2023财年计划的目标渔港的现场调查的准备，我们在此阶段计算了当地能源，并对场景创建进行了简单的验证。

项目成果

Effectiveness of oyster shells for anaerobic digestion of fishery waste

牡蛎壳对渔业废物厌氧消化的有效性

• 发表时间: 2022
• 作者: Kana Kuroda;Taishi Nakano
• 通讯作者: Taishi Nakano

Resource circular anaerobic digestion using marine biomass

利用海洋生物质进行资源循环厌氧消化

• 发表时间: 2022
• 作者: Luis Antonio Villalobos Robles;Kana Kuroda;Kana Kuroda
• 通讯作者: Kana Kuroda

Biogas Production from Sargassum Ilicifolium ― Solution for the Golden Tides ―

利用马尾藻生产沼气——黄金潮汐的解决方案——

• 发表时间: 2022
• 作者: Luis Antonio Villalobos Robles;Kana Kuroda
• 通讯作者: Kana Kuroda